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title: day11 database設計
tags: iThome(2022)
description: note
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# day11 database設計
### Database Normalization
資料正規劃為避免資料的異常更新、刪除，將數據分庫分表，以key連結起來

#### 1NF(First normal form)
第一正規式須遵守以下兩個規範
* 每個表格單元格應包含一個值。
* 每條記錄都必須是唯一的。

原始資料為
|姓名|電話|商品|價格|
|---|---|---|---|
|John|+9123|奶茶、紅茶|60、30|
|Sam|+9124|綠茶、紅茶|30、30|
|Jim|+9125|抹茶拿鐵|40|
|Jim|+9125|抹茶拿鐵|40|
|Timmy|+9126|青茶|35|

以下表格經過1NF調整，並且給予訂單編號用以區別每個欄位的值
|訂單編號|姓名|電話|商品|價格|
|---|---|---|---|---|
|d01|John|+9123|奶茶|60|
|d02|John|+9123|紅茶|30|
|d03|Sam|+9124|綠茶|30|
|d04|Sam|+9124|紅茶|30|
|d05|Jim|+9125|抹茶拿鐵|40|
|d06|Jim|+9125|抹茶拿鐵|40|
|d07|Timmy|+9126|青茶|35|

#### 2NF
* 將表格欄位相依部分分離出來，避免表格冗長

以上商品以及價格欄位都是跟產品有關，以下表格經過2NF調整
|訂單編號|姓名|電話|產品編號|
|---|---|---|---|
|d01|John|+9123|c01|
|d02|John|+9123|c02|
|d03|Sam|+9124|c03|
|d04|Sam|+9124|c02|
|d05|Jim|+9125|c04|
|d06|Jim|+9125|c04|
|d07|Timmy|+9126|c05|

|產品編號|商品|價格|
|---|---|---|
|c01|奶茶|60|
|c02|紅茶|30|
|c03|綠茶|30|
|c04|抹茶拿鐵|40|
|c05|青茶|35|

#### 3NF
消除資料表中的遞移相依，意思是在主表格中每個欄位應該都unique不互相依賴，向上表中姓名跟電話都是顧客資訊，因此應該再切分出來

|訂單編號|客戶資訊|產品編號|
|---|---|---|
|d01|s001|c01|
|d02|s001|c02|
|d03|s002|c03|
|d04|s002|c02|
|d05|s003|c04|
|d06|s003|c04|
|d07|s004|c05|

|客戶資訊|姓名|電話|
|---|---|---|
|s001|John|+9123|
|s002|Sam|+9124|
|s003|Jim|+9125|
|s004|Timmy|+9126|

|產品編號|商品|價格|
|---|---|---|
|c01|奶茶|60|
|c02|紅茶|30|
|c03|綠茶|30|
|c04|抹茶拿鐵|40|
|c05|青茶|35|

### Database Indexing
首先再進入database的查詢方式前要先了解database的資料結構，再現在大多數的資料庫多為B+ tree結構，再某些情況下，使用index=1取代name='Alice'下查詢性能較好

|index|name|
|---|---|
|1|Alice|

#### B tree
先從B tree架構開始介紹，以root為節點往下生長，root值為8往左邊走值(3、6)一定小於8，往右邊走值(10、15)一定大於8，但其有一明顯缺點，再進行index搜尋時，搜尋的速度不穩定，且當搜尋路線不佳時，會將整個tree遍歷造成搜索效能差。

假設今天要查找5~9的欄位，其查找為必須執行多次I/O

#### B+ tree
B+ tree改善B tree缺點，只將值儲存在最下層節點，中間層都以指標方式儲存，查找到最下層時，如果大於目前值往右邊查找，小於則往左邊查找，可以大幅減少並穩定查找次數。

今天要查找5~9欄位，查找只需進行3次I/O後再最下層節點依序往右就行

詳細可看以下參考文章，筆者在設計資料庫目前多為使用ORM去設計，ORM本身就有設計效能優化，但比起使用原始sql指令能有一些效能消耗轉換，因此以後如須追求高效能系痛會再將此塊摸清楚。

## 參考
* https://hackmd.io/@TSMI_E7ORNeP8YBbWm-lFA/rykcj8kmM?type=view
* https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10221971
* https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10221111

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